JP2003033024A - Switching power supply unit - Google Patents

Switching power supply unit

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JP2003033024A
JP2003033024A JP2001220264A JP2001220264A JP2003033024A JP 2003033024 A JP2003033024 A JP 2003033024A JP 2001220264 A JP2001220264 A JP 2001220264A JP 2001220264 A JP2001220264 A JP 2001220264A JP 2003033024 A JP2003033024 A JP 2003033024A
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JP
Japan
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voltage
output voltage
winding
control circuit
circuit
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Application number
JP2001220264A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Takegami
栄治 竹上
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TDK Lambda Corp
Original Assignee
TDK Lambda Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form feedback control circuit without any involvement of an insulation element. SOLUTION: When a switching device 2 which permits a commutation diode 6 to have continuity is off, induced electromotive voltage occurring in a main winding 22 becomes equal to output voltage Vo. In a voltage detection winding 23, voltage proportional to a turn ratio to that of the main winding 22 is generated in a condition electrically insulated to the main winding 22. By using the voltage generated at the voltage detection winding 23, detected voltage dependent on fluctuations in the output voltage Vo can be supplied from an output voltage detection circuit 27 to a pulse duration control circuit 12, thereby attaining stabilizing the output voltage Vo without any involvement of an insulation element.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、出力電圧の安定化
を図るための低出力電圧保護回路や高出力電圧保護回路
を含んだフィードバック制御回路を備えたスイッチング
電源装置に関する。 【0002】 【発明が解決しようとする課題】図2は、従来のフォワ
ード式スイッチング電源装置の一般的な回路図である。
同図において、1は一次巻線1Aと二次巻線1Bとを絶
縁するトランス、2は例えばMOS型FETからなるス
イッチング素子であり、このトランス1の一次巻線1A
とスイッチング素子2との直列回路が、直流電源3の両
端間に接続される。4はトランス1の二次巻線1Bに接
続される整流平滑回路で、この整流平滑回路4は周知の
ように、整流素子として設けられた整流ダイオード5
と、転流素子として設けられた転流ダイオード6と、平
滑用のチョークコイル7とコンデンサ8とにより構成さ
れ、コンデンサ8の両端間には負荷9に出力電圧Voを
供給するための一対の出力端子10,11が接続される。 【0003】前記出力電圧Voを安定化させるための帰
還回路として、出力電圧Voの変動に応じてスイッチン
グ素子2のパルス導通幅を可変制御するフィードバック
制御回路に相当するパルス幅制御回路12が設けられる。
このパルス幅制御回路12は、出力電圧Voを分圧して得
た検出電圧と内蔵する基準電圧とを比較して、その比各
結果を出力する二次側制御回路13と、この二次側制御回
路13で得られた比較結果に基づき、スイッチング素子2
に供給する駆動信号のパルス導通幅を可変する一次側制
御回路14と、二次側制御回路13から一次側制御回路14へ
の信号伝送を電気的に絶縁する例えばフォトカプラなど
の絶縁素子15とにより構成される。その他、ここには図
示していないが、フィードバック制御回路は電源装置を
保護するための低出力電圧保護回路や高出力電圧保護回
路などを備えている。 【0004】上記構成において、スイッチング素子2の
スイッチング動作により、トランス1の一次巻線1Aに
直流電源3からの直流電圧Viを断続的に印加すると、
トランス1の二次巻線2より取出した交流電圧が整流平
滑回路4により整流平滑され、平滑コンデンサ8の両端
間から負荷9の両端に直流出力電圧Voが供給される。
具体的には、パルス幅制御回路12を構成する一次側制御
回路14からのパルスオン信号によりスイッチング素子2
がオンすると、トランス1の二次巻線1Bのドット側端
子に正極性の電圧が発生し、整流ダイオード5が導通す
る一方で、転流ダイオード6が非導通となる。これによ
り、トランス1の二次巻線1Bより整流ダイオード5を
通して、チョークコイル7や負荷9にエネルギーが供給
される。その後、一次側制御回路14からのパルスオフ信
号によりスイッチング素子2がオフすると、今度は整流
ダイオード5がオフする一方で、転流ダイオード6がオ
ンする。これにより、それまでチョークコイル7に蓄え
られていたエネルギーが、転流ダイオード6を通して負
荷9に供給される。なお、平滑コンデンサ8は出力電圧
Voのリップルを吸収するものである。 【0005】また、パルス幅制御回路12を構成する二次
側制御回路13は、出力電圧Voを分圧して得た検出電圧
と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じた電圧を絶
縁素子15を介して一次側制御回路14に伝送する。一次側
制御回路14は、二次側制御回路13からの比較結果に基づ
き、出力電圧Voが上昇している場合には、スイッチン
グ素子2への駆動信号の導通幅を狭め、逆に出力電圧V
oが低下している場合には、スイッチング素子2への駆
動信号の導通幅を広げて、出力電圧Voの安定化を図る
ようにしている。 【0006】上記構成のパルス幅制御回路12は、トラン
ス1の二次側で分圧抵抗により出力電圧を検出し、その
検出電圧に基づきトランス1の一次側でスイッチング素
子2へのパルス駆動信号を制御している関係で、一次側
制御回路14と二次側制御回路13の2つに分割して、その
間に絶縁素子15を介在させなければならなかった。すな
わち、絶縁素子15がなければ、トランス1の二次側で発
生した短絡などの事故が、帰還回路であるパルス幅制御
回路12を通してトランス1の一次側に波及する虞れがあ
る。しかし、こうした絶縁素子を用いること自体、電源
装置としての信頼性を低下するだけでなく、部品点数ひ
いてはコストの増加を招いていた。 【0007】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、絶縁
素子を介在させることなく、フィードバック制御回路を
構成することができるスイッチング電源装置を提供する
ことをその目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明におけるスイッチ
ング電源装置は、スイッチング素子がオンすると、整流
素子が導通してトランスの二次巻線から平滑用のチョー
クコイルにエネルギーを供給し、前記スイッチング素子
がオフすると、転流素子が導通して前記チョークコイル
のエネルギーを負荷側に送り出すと共に、前記負荷の両
端間に供給する出力電圧が安定化するように、前記スイ
ッチング素子に供給するパルス駆動信号を制御するフィ
ードバック制御回路を備えたスイッチング電源装置にお
いて、前記チョークコイルに主巻線と絶縁して電圧検出
巻線を巻回し、前記転流素子の導通時に前記電圧検出巻
線に発生する電圧を利用して、前記フィードバック制御
回路に検出電圧を供給する出力電圧検出回路を備えて構
成される。 【0009】この場合、スイッチング素子がオンする
と、整流素子が導通してトランスの二次巻線からチョー
クコイルの主巻線にエネルギーを供給する一方で、スイ
ッチング素子がオフすると、転流素子が導通してそれま
でチョークコイルに蓄えられたエネルギーが負荷に送り
出される。そして、特に転流素子が導通するスイッチン
グ素子のオフ時には、チョークコイルの主巻線に生じる
誘導起電圧が出力電圧と等しくなるので、同じチョーク
コイルの電圧検出巻線には、主巻線との巻数比に比例し
た電圧が、主巻線と電気的に絶縁した状態で発生する。
したがって、このときの電圧検出巻線に発生する電圧を
利用すれば、出力電圧検出回路からフィードバック制御
回路に出力電圧の変動に依存した検出電圧を供給するこ
とができ、フォトカプラのような絶縁素子をわざわざ介
在させることなく、フィードバック制御回路を構成する
ことができる。 【0010】 【発明の実施形態】以下、本発明における好ましい実施
例について、添付図面を参照して詳細に説明する。な
お、従来例で示す図2と同一部分には同一符号を付し、
その共通する箇所の詳細な説明は重複するため省略す
る。 【0011】図1は、発明の一実施例を示すフォワード
式スイッチング電源装置の回路図であり、同図におい
て、本実施例におけるチョークコイル21は、プラス側も
しくはマイナス側の直流電圧ラインに挿入接続される主
巻線22の他に、主巻線22と絶縁して別に巻装された電圧
検出巻線23とにより構成される。このチョークコイル21
の電圧検出巻線23を含めて、転流ダイオード6が導通し
てチョークコイル21の主巻線22に誘導起電力が生じたと
きに導通するダイオード25と、このダイオード25を通じ
て供給される電圧を充電するコンデンサ26とにより、コ
ンデンサ26の両端間に生じる充電電圧を、出力電圧Vo
の検出電圧としてパルス幅制御回路12や図示しない低出
力電圧保護回路および高出力保護回路に供給する出力電
圧検出回路27が構成される。 【0012】具体的には、主巻線22に誘導起電力が生じ
たときにダイオード25が導通する方向に、ダイオード25
とコンデンサ26との直列回路を電圧検出巻線23の両端間
に接続し、コンデンサ26と電圧検出巻線23の一端すなわ
ちドット側端子との接続点を、直流電源3のマイナス側
端子と同電位に接地すると共に、コンデンサ26の充電電
圧が発生するダイオード25とコンデンサ26との接続点
を、パルス幅制御回路12の入力側に接続して構成され
る。本実施例におけるパルス幅制御回路12は、主巻線22
と電圧検出巻線23が電気的に絶縁されている関係で、従
来例のように一次側制御回路14と二次側制御回路13とを
区画せずに構成している。したがって、パルス幅制御回
路12の内部には信号伝送用の絶縁素子は用いられていな
い。 【0013】次に、上記構成についてその作用を説明す
ると、パルス幅制御回路12からのパルスオン信号により
スイッチング素子2がオンすると、トランス1の一次巻
線1Aに直流入力電圧Viが印加され、その二次巻線1
Bのドット側端子に正極性の電圧が発生し、整流ダイオ
ード5が導通する一方で、転流ダイオード6が非導通と
なる。これにより、トランス1の二次巻線1Bより整流
ダイオード5を通して、チョークコイル21や負荷9にエ
ネルギーが供給される。その後、一次側制御回路14から
のパルスオフ信号によりスイッチング素子2がオフする
と、トランス1の一次巻線1Bの非ドット側端子に正極
性の電圧が発生し、整流ダイオード5がオフする一方
で、転流ダイオード6がオンする。これにより、それま
でチョークコイル21に蓄えられていたエネルギーが、転
流ダイオード6を通して負荷9に供給される。その際、
平滑コンデンサ8は出力電圧Voのリップルを吸収す
る。以上の動作は従来例と同じである。 【0014】スイッチング素子2がオンし、整流ダイオ
ード5が導通してチョークコイル21の主巻線21や負荷9
にエネルギーが供給される間は、主巻線22ひいては電圧
検出巻線23のドット側端子に正極性の電圧が発生するた
め、出力電圧検出回路27を構成するダイオード25は非導
通状態となる。すなわち、ここでの電圧検出巻線23の両
端間に発生する電圧は、出力電圧Voに比例したもので
はないので、出力電圧検出回路27は電圧検出巻線23とコ
ンデンサ26との間に介在するダイオード25を非導通状態
にして、コンデンサ26への充電を遮断する。 【0015】一方、スイッチング素子2がオフし、転流
ダイオード6がオンしてチョークコイル21の主巻線22に
誘導起電力が発生すると、電圧検出巻線23の非ドット側
端子に正極性の電圧が発生し、出力電圧検出回路27を構
成するダイオード26が導通する。このとき、主巻線21の
両端間には出力電圧Voがそのまま印加されるので、出
力電圧検出回路27はダイオード26を通じてコンデンサ26
を充電する。その結果、コンデンサ26には次の数1に示
す充電電圧Vcが発生する。 【0016】 【数1】【0017】上記数1において、N1は主巻線22の巻
数、N2は電圧検出巻線23の巻数、Voは出力電圧、V
fはダイオード25の順方向電圧降下である。 【0018】こうして得られたコンデンサ26の充電電圧
Vcは、出力電圧Voに依存したものとなり、この充電
電圧Vcを出力電圧Voの検出電圧として出力電圧検出
回路27からパルス幅制御回路12に供給する。パルス幅制
御回路12は、出力電圧Voひいてはコンデンサ26の充電
電圧Vcが上昇すると、スイッチング素子2への駆動信
号の導通幅を狭め、逆に出力電圧Voひいてはコンデン
サ26の充電電圧Vcが低下すると、スイッチング素子2
への駆動信号の導通幅を広げる。その際、主巻線22と電
圧検出巻線23が電気的に絶縁されているので、パルス幅
制御回路12にフォトカプラのような絶縁素子を介在させ
ずに、出力電圧Voの安定化を図ることができる。 【0019】以上のように本実施例によれば、スイッチ
ング素子2がオンすると、整流素子である整流ダイオー
ド5が導通してトランス1の二次巻線1Bから平滑用の
チョークコイル21にエネルギーを供給し、スイッチング
素子2がオフすると、転流素子である転流ダイオード6
が導通してチョークコイル21のエネルギーを負荷9側に
送り出すと共に、負荷9の両端間に供給する出力電圧V
oが安定化するように、スイッチング素子2に供給する
パルス駆動信号を制御するフィードバック制御回路とし
てのパルス幅制御回路12を備えたスイッチング電源装置
において、前記チョークコイル21に主巻線22と絶縁して
電圧検出巻線23を巻回し、転流ダイオード6の導通時に
電圧検出巻線23に発生する電圧を利用して、フィードバ
ック制御回路(低出力電圧保護回路,高出力電圧保護回
路,パルス幅制御回路12)に検出電圧(充電電圧Vc)
を供給する出力電圧検出回路27を備えて構成される。 【0020】この場合、スイッチング素子2がオンする
と、整流ダイオード5が導通してトランス1の二次巻線
1Bからチョークコイル21の主巻線22にエネルギーを供
給する一方で、スイッチング素子2がオフすると、転流
ダイオード6が導通してそれまでチョークコイル21に蓄
えられたエネルギーが負荷9に送り出される。そして、
特に転流ダイオード6が導通するスイッチング素子2の
オフ時には、チョークコイル21の主巻線22に生じる誘導
起電圧が出力電圧Voと等しくなるので、同じチョーク
コイル21の電圧検出巻線23には、主巻線22との巻数比に
比例した電圧が、主巻線22と電気的に絶縁した状態で発
生する。したがって、このときの電圧検出巻線23に発生
する電圧を利用すれば、出力電圧検出回路27からパルス
幅制御回路12などに出力電圧Voの変動に依存した検出
電圧を供給することができ、フォトカプラのような絶縁
素子をわざわざ介在させることなく、低出力電圧保護回
路,高出力電圧保護回路,およびパルス幅制御回路12を
構成することができる。そのため、従来懸念されていた
絶縁素子を用いることによる信頼性の低下や、部品点数
ひいてはコストの増加を一掃することができる。 【0021】また実施例上の効果として、本実施例の出
力電圧検出回路27は、前記電圧検出巻線23の他に、転流
ダイオード6が導通してチョークコイル21の主巻線22に
誘導起電力が生じたときに導通するダイオード25と、こ
のダイオード25を通じて供給される電圧を充電するコン
デンサ26とからなり、コンデンサ26の両端間に生じる充
電電圧Vcを出力電圧Voの検出電圧としてパルス幅制
御回路12に供給するように構成している。 【0022】このようにすると、整流ダイオード5が導
通する間は、ダイオード25が非導通状態となってコンデ
ンサ26への充電が遮断される一方、転流ダイオード6が
導通する間は、ダイオード25が導通してコンデンサ26へ
の充電が行なわれる。これにより、主巻線22の両端間電
圧が出力電圧Voと等しい期間にのみ、コンデンサ26へ
の充電が行われることになり、出力電圧検出回路27は出
力電圧Voを正確に検出できる。しかも出力電圧検出回
路27は、電圧検出巻線23とダイオード25とコンデンサ26
だけで構成されるので、簡単な回路構成で上記作用効果
を実現できる。 【0023】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実
施例では整流素子や転流素子としてダイオードを用いた
が、スイッチング素子2に同期してオン・オフする電界
効果トランジスタ(MOS型FET)を利用してもよ
い。こうすると、転流MOS型FETのオン時における
電圧効果が小さくなり、転流MOS型FETの特性に左
右されることなく、出力電圧検出回路27がより正確に出
力電圧Voを検出することが可能になる。また本実施例
では、フィードバック制御回路としてPWM制御を実現
したパルス幅制御回路を利用したが、スイッチング素子
に供給するパルス駆動信号の周波数を制御するPFM制
御や、PWM制御とPFM制御とを組み合わせた制御回
路を利用してもよい。 【0024】 【発明の効果】本発明のスイッチング電源装置は、スイ
ッチング素子がオンすると、整流素子が導通してトラン
スの二次巻線から平滑用のチョークコイルにエネルギー
を供給し、前記スイッチング素子がオフすると、転流素
子が導通して前記チョークコイルのエネルギーを負荷側
に送り出すと共に、前記負荷の両端間に供給する出力電
圧が安定化するように、前記スイッチング素子に供給す
るパルス駆動信号を制御するフィードバック制御回路を
備えたスイッチング電源装置において、前記チョークコ
イルに主巻線と絶縁して電圧検出巻線を巻回し、前記転
流素子の導通時に前記電圧検出巻線に発生する電圧を利
用して、前記フィードバック制御回路に検出電圧を供給
する出力電圧検出回路を備えたものであり、フォトカプ
ラのような絶縁素子をわざわざ介在させることなく、フ
ィードバック制御回路により出力電圧の安定化を図るこ
とができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes a feedback control circuit including a low output voltage protection circuit and a high output voltage protection circuit for stabilizing an output voltage. The present invention relates to a switching power supply device. FIG. 2 is a general circuit diagram of a conventional forward-type switching power supply.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transformer for insulating the primary winding 1A from the secondary winding 1B, and 2 denotes a switching element composed of, for example, a MOS-type FET.
A series circuit of the DC power supply 3 is connected between both ends of the DC power supply 3. Reference numeral 4 denotes a rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding 1B of the transformer 1. The rectifying / smoothing circuit 4 includes a rectifying diode 5 provided as a rectifying element, as is well known.
And a commutation diode 6 provided as a commutation element, a smoothing choke coil 7 and a capacitor 8, and a pair of outputs for supplying an output voltage Vo to a load 9 between both ends of the capacitor 8. Terminals 10 and 11 are connected. As a feedback circuit for stabilizing the output voltage Vo, there is provided a pulse width control circuit 12 corresponding to a feedback control circuit for variably controlling the pulse conduction width of the switching element 2 according to the fluctuation of the output voltage Vo. .
The pulse width control circuit 12 compares a detection voltage obtained by dividing the output voltage Vo with a built-in reference voltage, and outputs a result of each ratio. Based on the comparison result obtained by the circuit 13, the switching element 2
A primary-side control circuit 14 that varies the pulse conduction width of the drive signal supplied to the primary-side control circuit 14, and an insulating element 15 such as a photocoupler that electrically insulates signal transmission from the secondary-side control circuit 13 to the primary-side control circuit 14. It consists of. In addition, although not shown here, the feedback control circuit includes a low output voltage protection circuit and a high output voltage protection circuit for protecting the power supply device. In the above configuration, when the DC voltage Vi from the DC power supply 3 is intermittently applied to the primary winding 1A of the transformer 1 by the switching operation of the switching element 2,
The AC voltage extracted from the secondary winding 2 of the transformer 1 is rectified and smoothed by the rectifying and smoothing circuit 4, and a DC output voltage Vo is supplied from between both ends of the smoothing capacitor 8 to both ends of the load 9.
Specifically, the switching element 2 is turned on by a pulse-on signal from the primary side control circuit 14 constituting the pulse width control circuit 12.
Is turned on, a positive voltage is generated at the dot-side terminal of the secondary winding 1B of the transformer 1, and the rectifier diode 5 is turned on, while the commutation diode 6 is turned off. As a result, energy is supplied from the secondary winding 1B of the transformer 1 to the choke coil 7 and the load 9 through the rectifier diode 5. Thereafter, when the switching element 2 is turned off by the pulse-off signal from the primary side control circuit 14, the commutation diode 6 is turned on while the rectifier diode 5 is turned off. As a result, the energy that has been stored in the choke coil 7 until then is supplied to the load 9 through the commutation diode 6. The smoothing capacitor 8 absorbs the ripple of the output voltage Vo. A secondary side control circuit 13 constituting the pulse width control circuit 12 compares a detection voltage obtained by dividing the output voltage Vo with a reference voltage, and outputs a voltage corresponding to the comparison result to an insulating element. The signal is transmitted to the primary-side control circuit 14 via 15. When the output voltage Vo is increasing, the primary side control circuit 14 narrows the conduction width of the drive signal to the switching element 2 based on the comparison result from the secondary side control circuit 13, and conversely, the output voltage V
When o decreases, the conduction width of the drive signal to the switching element 2 is increased to stabilize the output voltage Vo. The pulse width control circuit 12 configured as described above detects an output voltage on the secondary side of the transformer 1 by a voltage dividing resistor, and outputs a pulse drive signal to the switching element 2 on the primary side of the transformer 1 based on the detected voltage. Due to the control, the primary side control circuit 14 and the secondary side control circuit 13 must be divided into two parts, and the insulating element 15 must be interposed between them. That is, without the insulating element 15, an accident such as a short circuit occurring on the secondary side of the transformer 1 may spread to the primary side of the transformer 1 through the pulse width control circuit 12, which is a feedback circuit. However, the use of such an insulating element not only lowers the reliability of the power supply device, but also increases the number of components and the cost. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of forming a feedback control circuit without an insulating element. In the switching power supply according to the present invention, when the switching element is turned on, the rectifying element conducts and supplies energy from the secondary winding of the transformer to the smoothing choke coil. When the switching element is turned off, the commutation element conducts and sends out the energy of the choke coil to the load side, and the pulse supplied to the switching element so that the output voltage supplied across the load is stabilized. In a switching power supply device having a feedback control circuit for controlling a drive signal, a voltage detection winding is wound around the choke coil while being insulated from a main winding, and is generated in the voltage detection winding when the commutation element is turned on. An output voltage detection circuit that supplies a detection voltage to the feedback control circuit using a voltage. It is. In this case, when the switching element is turned on, the rectifying element is turned on to supply energy from the secondary winding of the transformer to the main winding of the choke coil, while when the switching element is turned off, the commutation element is turned on. The energy stored in the choke coil until then is sent to the load. In particular, when the switching element in which the commutation element conducts is off, the induced electromotive voltage generated in the main winding of the choke coil becomes equal to the output voltage. A voltage proportional to the turns ratio is generated while being electrically insulated from the main winding.
Therefore, if the voltage generated in the voltage detection winding at this time is used, the detection voltage depending on the fluctuation of the output voltage can be supplied from the output voltage detection circuit to the feedback control circuit, and an insulating element such as a photocoupler can be provided. The feedback control circuit can be configured without bothering the user. Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The same parts as those shown in FIG.
The detailed description of the common part is omitted because it is duplicated. FIG. 1 is a circuit diagram of a forward-type switching power supply according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a choke coil 21 in this embodiment is inserted and connected to a positive or negative DC voltage line. In addition to the main winding 22, a voltage detection winding 23 wound separately from the main winding 22 is provided. This choke coil 21
And the voltage supplied through this diode 25, including the voltage detection winding 23, which conducts when the commutation diode 6 conducts and an induced electromotive force is generated in the main winding 22 of the choke coil 21. The charging voltage generated between both ends of the capacitor 26 by the charging capacitor 26 is output voltage Vo
An output voltage detection circuit 27 to be supplied to the pulse width control circuit 12, a low output voltage protection circuit (not shown), and a high output protection circuit (not shown) as the detection voltage of. Specifically, when an induced electromotive force is generated in the main winding 22, the diode 25
A series circuit of the capacitor 26 and the voltage detection winding 23 is connected between both ends of the voltage detection winding 23. And a connection point between the diode 25 where the charging voltage of the capacitor 26 is generated and the capacitor 26 is connected to the input side of the pulse width control circuit 12. The pulse width control circuit 12 in the present embodiment includes a main winding 22.
Because the voltage detection winding 23 and the voltage detection winding 23 are electrically insulated from each other, the primary side control circuit 14 and the secondary side control circuit 13 are not partitioned as in the conventional example. Therefore, no insulating element for signal transmission is used inside the pulse width control circuit 12. Next, the operation of the above configuration will be described. When the switching element 2 is turned on by a pulse-on signal from the pulse width control circuit 12, a DC input voltage Vi is applied to the primary winding 1A of the transformer 1, and Next winding 1
A positive voltage is generated at the dot side terminal of B, and the commutation diode 6 is turned off while the rectifier diode 5 is turned on. As a result, energy is supplied from the secondary winding 1B of the transformer 1 to the choke coil 21 and the load 9 through the rectifier diode 5. Thereafter, when the switching element 2 is turned off by the pulse-off signal from the primary side control circuit 14, a positive voltage is generated at the non-dot side terminal of the primary winding 1B of the transformer 1, and the rectifier diode 5 is turned off, The current diode 6 turns on. As a result, the energy previously stored in the choke coil 21 is supplied to the load 9 through the commutation diode 6. that time,
The smoothing capacitor 8 absorbs the ripple of the output voltage Vo. The above operation is the same as the conventional example. The switching element 2 is turned on, the rectifier diode 5 is turned on, and the main winding 21 of the choke coil 21 and the load 9 are turned on.
While energy is supplied to the main winding 22, a positive voltage is generated at the dot side terminal of the main winding 22 and thus the voltage detection winding 23, so that the diode 25 constituting the output voltage detection circuit 27 is in a non-conductive state. That is, since the voltage generated between both ends of the voltage detection winding 23 is not proportional to the output voltage Vo, the output voltage detection circuit 27 is interposed between the voltage detection winding 23 and the capacitor 26. The diode 25 is turned off, and charging of the capacitor 26 is cut off. On the other hand, when the switching element 2 is turned off and the commutation diode 6 is turned on to generate an induced electromotive force in the main winding 22 of the choke coil 21, the non-dot side terminal of the voltage detection winding 23 A voltage is generated, and the diode 26 constituting the output voltage detection circuit 27 conducts. At this time, the output voltage Vo is applied between both ends of the main winding 21 as it is, so that the output voltage detection circuit 27
Charge. As a result, the following charging voltage Vc is generated in the capacitor 26. ## EQU1 ## In the above equation (1), N1 is the number of turns of the main winding 22, N2 is the number of turns of the voltage detecting winding 23, Vo is the output voltage, V
f is the forward voltage drop of the diode 25. The charging voltage Vc of the capacitor 26 thus obtained depends on the output voltage Vo, and the charging voltage Vc is supplied from the output voltage detecting circuit 27 to the pulse width control circuit 12 as a detection voltage of the output voltage Vo. . When the output voltage Vo and, consequently, the charging voltage Vc of the capacitor 26 rises, the pulse width control circuit 12 narrows the conduction width of the drive signal to the switching element 2, and conversely, when the output voltage Vo and thus the charging voltage Vc of the capacitor 26 decreases, Switching element 2
To increase the conduction width of the drive signal. At this time, since the main winding 22 and the voltage detection winding 23 are electrically insulated, the output voltage Vo is stabilized without interposing an insulating element such as a photocoupler in the pulse width control circuit 12. be able to. As described above, according to the present embodiment, when the switching element 2 is turned on, the rectifier diode 5, which is a rectifier, conducts, and energy is transferred from the secondary winding 1B of the transformer 1 to the smoothing choke coil 21. When the switching element 2 is turned off, the commutation diode 6 which is a commutation element is supplied.
Is conducted, the energy of the choke coil 21 is sent out to the load 9 side, and the output voltage V supplied between both ends of the load 9 is output.
In a switching power supply device provided with a pulse width control circuit 12 as a feedback control circuit for controlling a pulse drive signal supplied to the switching element 2 so that o is stabilized, the choke coil 21 is insulated from the main winding 22. And a feedback control circuit (a low output voltage protection circuit, a high output voltage protection circuit, a pulse width control circuit) utilizing the voltage generated in the voltage detection winding 23 when the commutation diode 6 is turned on. The detection voltage (charging voltage Vc) is applied to the circuit 12).
And an output voltage detection circuit 27 that supplies the output voltage. In this case, when the switching element 2 is turned on, the rectifier diode 5 is turned on to supply energy from the secondary winding 1B of the transformer 1 to the main winding 22 of the choke coil 21, while the switching element 2 is turned off. Then, the commutation diode 6 becomes conductive, and the energy stored in the choke coil 21 until then is sent to the load 9. And
In particular, when the switching element 2 in which the commutation diode 6 conducts is off, the induced electromotive voltage generated in the main winding 22 of the choke coil 21 becomes equal to the output voltage Vo. A voltage proportional to the turn ratio with the main winding 22 is generated in a state where the voltage is electrically insulated from the main winding 22. Therefore, if the voltage generated in the voltage detection winding 23 at this time is used, the detection voltage depending on the fluctuation of the output voltage Vo can be supplied from the output voltage detection circuit 27 to the pulse width control circuit 12 and the like. The low output voltage protection circuit, the high output voltage protection circuit, and the pulse width control circuit 12 can be configured without intervening an insulating element such as a coupler. For this reason, it is possible to eliminate a decrease in reliability due to the use of the insulating element, and an increase in the number of parts, and thus an increase in cost, which have been concerned. As an effect of the present embodiment, the output voltage detecting circuit 27 of the present embodiment is configured such that, in addition to the voltage detecting winding 23, the commutation diode 6 conducts and is induced in the main winding 22 of the choke coil 21. It comprises a diode 25 that conducts when an electromotive force is generated, and a capacitor 26 that charges a voltage supplied through the diode 25. The charging voltage Vc generated between both ends of the capacitor 26 is used as a detection voltage of the output voltage Vo and a pulse width It is configured to supply to the control circuit 12. In this manner, while the rectifier diode 5 is conducting, the diode 25 is in a non-conducting state and the charging of the capacitor 26 is cut off. Conduction is performed, and the capacitor 26 is charged. Thus, the capacitor 26 is charged only during the period when the voltage between both ends of the main winding 22 is equal to the output voltage Vo, and the output voltage detection circuit 27 can accurately detect the output voltage Vo. Moreover, the output voltage detection circuit 27 is composed of the voltage detection winding 23, the diode 25, and the capacitor 26.
Therefore, the above-described operation and effect can be realized with a simple circuit configuration. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, although a diode is used as the rectifying element or the commutating element in the embodiment, a field effect transistor (MOS type FET) that turns on and off in synchronization with the switching element 2 may be used. In this case, the voltage effect when the commutation MOS FET is turned on is reduced, and the output voltage detection circuit 27 can more accurately detect the output voltage Vo without being affected by the characteristics of the commutation MOS FET. become. Further, in this embodiment, the pulse width control circuit realizing the PWM control is used as the feedback control circuit, but the PFM control for controlling the frequency of the pulse drive signal supplied to the switching element or the PWM control and the PFM control are combined. A control circuit may be used. According to the switching power supply of the present invention, when the switching element is turned on, the rectifying element conducts and supplies energy from the secondary winding of the transformer to the smoothing choke coil. When turned off, the commutation element conducts and sends out the energy of the choke coil to the load side, and controls the pulse drive signal supplied to the switching element so that the output voltage supplied between both ends of the load is stabilized. In a switching power supply device having a feedback control circuit, a voltage detection winding is wound around the choke coil while being insulated from a main winding, and a voltage generated in the voltage detection winding when the commutation element is turned on is used. And an output voltage detection circuit for supplying a detection voltage to the feedback control circuit. The output voltage can be stabilized by the feedback control circuit without intervening such an insulating element.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例におけるスイッチング電源装
置の回路図である。 【図2】従来例におけるスイッチング電源装置の回路図
である。 【符号の説明】 1 トランス 2 スイッチング素子 5 整流ダイオード(整流素子) 6 転流ダイオード(転流素子) 9 負荷 12 パルス幅制御回路(フィードバック制御回路) 21 チョークコイル 22 主巻線 23 電圧検出巻線 27 出力電圧検出回路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply device in a conventional example. [Description of Signs] 1 Transformer 2 Switching element 5 Rectifying diode (Rectifying element) 6 Commutating diode (Commutating element) 9 Load 12 Pulse width control circuit (Feedback control circuit) 21 Choke coil 22 Main winding 23 Voltage detection winding 27 Output voltage detection circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 スイッチング素子がオンすると、整流素
子が導通してトランスの二次巻線から平滑用のチョーク
コイルにエネルギーを供給し、前記スイッチング素子が
オフすると、転流素子が導通して前記チョークコイルの
エネルギーを負荷側に送り出すと共に、前記負荷の両端
間に供給する出力電圧が安定化するように、前記スイッ
チング素子に供給するパルス駆動信号を制御するフィー
ドバック制御回路を備えたスイッチング電源装置におい
て、前記チョークコイルに主巻線と絶縁して電圧検出巻
線を巻回し、前記転流素子の導通時に前記電圧検出巻線
に発生する電圧を利用して、前記フィードバック制御回
路に検出電圧を供給する出力電圧検出回路を備えたこと
を特徴とするスイッチング電源装置。
Claims: 1. When a switching element is turned on, a rectifying element conducts to supply energy from a secondary winding of a transformer to a smoothing choke coil. When the switching element is turned off, commutation occurs. A feedback control circuit that controls a pulse drive signal supplied to the switching element so that the element conducts and sends out the energy of the choke coil to the load side and stabilizes the output voltage supplied across the load. In the switching power supply device, a voltage detection winding is wound around the choke coil while being insulated from a main winding, and the feedback control is performed using a voltage generated in the voltage detection winding when the commutation element is turned on. A switching power supply device comprising an output voltage detection circuit for supplying a detection voltage to a circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278639A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Cosel Co Ltd Switching power supply unit

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